Wirtualne Laboratoria

Dzięki współfinansowanemu ze środków unijnych projektowi „Wirtualne laboratoria – sukces innowacji” chcieliśmy pokazać, że świat nowoczesnych technologii można efektywnie wykorzystać w tak złożonej sferze jaką jest współczesna edukacja. Projekt dotyczył dwóch przedmiotów zawodowych, ale naszym celem jest włączanie tej metody na wszystkich kierunkach kształcenia, wymagających dostępu do nowoczesnych narzędzi informatycznych. Wierzymy, że dzięki temu uczniowie posługujący się tymi narzędziami będą mieli większą motywację do dalszego kształcenia w uczelniach wyższych i z większą pewnością siebie oraz dobrymi podstawami praktycznymi wejdą na coraz trudniejszy i zinformatyzowany rynek pracy. 

Żeby zrozumieć ideę Wirtualnych Laboratoriów , należy odpowiedzieć sobie na pytanie czym jest wirtualizacja w samym środowisku IT (ang. Information Technology)?

Zagadnienie to obejmuje rozwiązania programowe lub sprzętowe dające możliwość separacji warstwy fizycznej infrastruktury IT (zasobów sprzętowych np. serwerów, komputerów PC) od szeroko rozumianych systemów operacyjnych (np. systemów Windows, Linux) i aplikacji, które są instalowane na tych systemach. Taka separacja pozwala na uniezależnienie warstwy programowej (systemów operacyjnych i aplikacji) od warstwy fizycznej czyli sprzętu komputerowego eksploatowanego w środowisku informatycznym. Rozwiązanie takie upraszcza zarządzanie zmianami i eliminuje konieczność konfigurowania każdego elementu z osobna w celu osiągnięcia niezakłóconej współpracy między tymi dwiema warstwami.

Najprostszym przykładem tej technologii jest wirtualizacja maszyny (komputera). Komputer (maszynę) możemy nazwać wirtualnym, kiedy system operacyjny i aplikacja jest lokalizowana na fizycznym serwerze obsługiwanym przez hypervisor, czyli oprogramowanie wirtualizacyjne, zawierające interfejs dający możliwość obsługi fizycznych podzespołów serwera, a więc sprzętu. Taki wirtualny komputer działa niezależnie od systemu operacyjnego (hypervisor’a), dzięki temu na jednym fizycznym serwerze może działać wiele wirtualnych komputerów (maszyn). Wirtualne komputery są od siebie niezależne, odizolowane i co za tym idzie bezpieczne. Sceptycy zapytają od razu: skoro nie ma różnicy między komputerem wirtualnym a klasycznym zestawem komputerowym, to jaki sens ma stosowanie tej technologii? Jeśli przyjrzymy się statystykom związanym z obciążeniem pracą kosztownych serwerów, okaże się, że wykorzystywanie ich mocy obliczeniowej jest zazwyczaj niewielkie w stosunku do ich możliwości.

Dzięki wirtualizacji można łączyć wzajemnie uzupełniające się zadania w procesie przetwarzania danych, można także bardziej racjonalnie wykorzystać zasoby fizyczne serwera takie jak pamięć czy procesor. Optymalne wykorzystanie tych zasobów pozwala na redukcję fizycznych serwerów niezbędnych do obsługi wykonywanych operacji czy to w biznesie, czy w edukacji.

Innym istotnym dla Wirtualnych Laboratoriów elementem wykorzystywanej technologii jest wirtualizacja aplikacji, polegająca na oddzieleniu eksploatowanej aplikacji od systemu operacyjnego rezydującego w ramach środowiska, na przykład komputera szkolnego, wykorzystywanego przez uczniów do zajęć lekcyjnych. Dzięki takiemu rozwiązaniu zmniejszamy liczbę konfliktów pomiędzy różnymi programami wykorzystywanymi na tym komputerze, optymalizujemy zarządzanie poprawkami i aktualizacjami aplikacji, redukujemy też znacząco potrzebę konfiguracji, instalacji i konserwacji aplikacji na komputerach eksploatowanych w laboratoriach szkolnych. Jak widać obok redukcji kosztów związanych z zakupem i eksploatacją dużej liczby serwerów dochodzi nam oszczędność związana z zakupem oprogramowania wykorzystywanego w szkolnych laboratoriach i kosztami jego obsługi i konserwacji. Bardzo często zakup aplikacji biznesowych przez szkoły jest niemożliwy ze względu na ich wysoką cenę, a w przypadku udostępnienia takiego oprogramowania przez producenta bezpłatnie, jak to ma miało miejsce w projekcie „Wirtualne laboratoria – sukces innowacji”, pojawiał się kolejny problem z konfiguracją takiej aplikacji do potrzeb edukacyjnych i wymogów programów nauczania.

Dzięki technologii wirtualizacji zastosowanej w Wirtualnych Laboratoriach, znika konieczność zakupu kosztownego oprogramowania przez wszystkie placówki edukacyjne. Potrzebna jest mniejsza liczba tego typu oprogramowania. Jednocześnie, w oparciu o taką aplikację, można skonfigurować spójny program kształcenia dla wszystkich szkół w całej Polsce, zgodny z podstawami programowymi sformułowanymi przez Ministerstwo Edukacji Narodowej.